荷兰Wageningen大学关於蝴蝶兰的研究.doc

荷蘭Wageningen大學關於蝴蝶蘭的研究
中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠
　　荷蘭蘭花卉產業中的蝴蝶蘭已成為盆花作物產值排名第一的作物。荷蘭農業研究重鎮Wageningen大學自2004年也開始加入蝴蝶蘭研究之行列。只是這些研究結果受到產業保護的限制，並未對外正式發表。在2010之後，有些研究結果已經陸續公佈。這些研究結果係以荷蘭文發行。因此以下這些相關資料則是先轉譯成英文，再整理成為中文報告。
一、 低溫對於蝴蝶蘭栽培影響
在一份2006年美國學者（Blanchard與Runkle）的報告，顯示有兩個品種
在低夜溫（29℃/23℃ 日/夜溫）與（29℃/17℃ 日/夜溫）情況下可以維持營養生長。此篇研究即是探討在荷蘭的環境能否採取低夜溫栽培以節省能源。
試驗設計是以三種日夜溫度（29/23℃，29/17℃與28/28℃）進行八種品種之栽培試驗。
A、 長梗、無分叉品種：Boston, Bristol, 與 Lennestadt
B、 最初無分叉，而逐漸分叉品種：Chalk dust 與 Liverpool
C、 抽梗後迅速分叉品種：Precious, Fire fly, Vivaldi
典型的試驗結果如下：
　1. Boston 品種：28/28℃不來梗。29/23℃，有36%來梗。29/17℃，有63%來梗。
　2. Bristol 品種：28/28℃不來梗。29/21℃，有36%來梗。29/17℃，有58%來梗。
　對葉面積之比較，28/28℃之葉面積最大，29/23次之，29/19℃最小。將已抽出之花梗去除重新進行催梗作業，原來採用低夜溫栽培對花梗之數目有不利影響。
以28/28℃栽培的花梗數目為100%，29/23℃花梗數目為95%，29/19℃花梗數目為92%。此研究結論顯示並非所有品種都能在29/23℃，29/19℃環境下不抽梗。有些品種在前24週以低溫栽培可以不來梗，有些品種（Liverpool, Chalk dust, Fire fly, Precious, Vivaldli）在低夜溫栽培後4週即開始抽梗。在前24週進行低夜溫栽培可節省8%能源。
二、 光週期與施用二氧化碳對蝴蝶蘭之影響
此研究之目的在於考量蝴蝶蘭需要長時期栽培，因此是一種高度耗能的產
業。為了提高生產效率，此研究計劃探討兩種技術：1.施用高濃度二氧化碳，2.改變光週期。希望藉由此技術以提升蝴蝶蘭二氧化碳固定率。進行此種研究之基本假設在於蝴蝶蘭是CAM作物，在夜間吸收二氧化碳以蘋果酸的型式貯存於體內。白日被取出以進行光合作用。因此在此研究中假設蝴蝶蘭夜間二氧化碳的吸收是二氧化碳利用最佳化的關鍵。在明期，如果體內蘋果酸使用完畢，光能量也無法促成光合作用，因此明期與暗期可以加以縮短，可以避免體內蘋果酸用完之狀況。適當的施加二氧化碳與減短光週期可以促進蝴蝶蘭生長快速。
　　此研究共有四種處理：光期為6/6小時與12/12小時，二氧化碳濃度為350ppm與1000ppm。共有四個品種，栽培時間48週，試驗記錄其營養生長狀態與開花品質。
　　試驗結果顯示6/6小時光週期環境下栽培的蝴蝶蘭，與12/12小時光週期之樣本比較，其葉面積、乾物重、乾物質生長率等生長指標短光週期皆不如長光週期。此結果之解釋是太短的光週期影響了蘋果酸的合成，因此降低光合作用速率。
　　施用二氧化碳（1000ppm）對營養生長無影響，但是對於生殖生長則有影響，可以促使花梗直徑增大。在生殖時期增加二氧化碳濃度，花梗之整齊率增加15%，花朵數目可增加1-2朵，但是對於分叉數目無影響。施用二氧化碳的效果又因品種而異。例如Brussels此品種，增加二氧化碳濃度，對於營養生長與開花性狀均無影響。
三、 光量對於蝴蝶蘭栽培
此研究的結論為蝴蝶蘭自二吋苗換盆至四吋苗，在數週之後逐漸增加光量，
並且逐漸增加相對濕度，可以使得生產週期減少3-6週。
比較荷蘭與亞洲的蝴蝶蘭栽培方式，荷蘭研究人員發現在荷蘭以28℃的恆
溫進行栽培可避免蝴蝶蘭在未成熟階段而提早抽梗。溫度變化太劇烈容易增加病蟲害感染，因此恆溫栽培又可避免此問題。在東南亞地區，蝴蝶蘭的栽培採用更高光量，光環境中白日時期更穩定，溫度與相對濕度變化都比荷蘭穩定。
　　為加速蝴蝶蘭生長，此研究以四個品種進行試驗，2個品種生長快速，2個品種生長緩慢。環境因子包括溫度，光量與相對濕度。
　　研究時間自2009年7月至2010年2月。結果顯示在生長時期給予更多光量，在開花時期得到更多花梗與分叉。生長時期可以縮短3-6週。對於快速生長的品種，栽培初期光累積量為5 mol/day，後期為6 mol/day。將溫度自28℃提高至31℃可減短栽培時期。但是以能源成考量，並不合乎經濟效益。相對濕度的最佳範圍為60%~80% RH。
四、 相對濕度與蝴蝶蘭栽培之病害
蝴蝶蘭的褐斑病在相對濕度90%RH以上傳播快速，引起嚴重的栽培問題。此種病害之病徵是在葉片上出現黑色、墨斑狀的點，黑點由外圍黃色圓圈所包圍。此種病徵嚴重影響了開花株的出售。此研究在於探討相對濕度對於褐斑病傳播之影響。
試驗設計有5種相對濕度環境：60%、75%、95%RH與兩種變動之濕度環境。
第一個變動環境為以90% RH維持3天，再以4天時期降低至60%RH。此為澆水後之環境。第二個變動環境為白日維持60%RH，夜間維持75%RH。
第二種試驗設計為藥劑處理：以下列藥劑進行噴灑。
1. Hydrogen peroxide, 20pp
2. Chloro dioxide, 0.3ppm
3. Sodium hypochlorite, 2ppm
4. Nitroge dose, 8nmol
5. pH為4.5。
試驗結果發現相對濕度環境對於褐斑病傳播有顯著影響。連續90% RH的環境引起嚴重感染與傷害。75%與60% RH則不造成傳播。相對濕度90%RH維持三天，再逐漸降低至60%RH，也引起嚴重感染。感染的植株愈多，傳染的範圍愈大。
　　在藥劑試驗中，20ppm Hydrogen peroxide與0.3ppm Chloro dioxide 對於預防感染的效果最佳。其他三種處理：2ppm sodium hypochlorite, 8nmol Nitrogen dose與4.5 pH對於防治感染無效果。
五、 密閉式溫室的空氣分佈問題
自2007年以來，荷蘭有一種新型溫室開始被使用以栽培蝴蝶蘭。此種溫室結構為氣密式，並未裝設天窗，因此與外界空氣隔離。加溫之熱能以熱泵自地下蓄水池吸收後，經由一種空氣處理器 (Air treatment units, LBK’s）加以送出。此空氣處理器裝置在植床下方。降溫之冷能也是來自地底之蓄水池，藉由熱泵吸收，由相同LBK’S裝置進行冷空氣分配。
經過兩年的使用，此種空氣分配裝置最嚴重的問題在於空氣分配的均勻性，
造成溫室內部環境的不均勻。溫室內溫度的水平分佈差異有4℃。相對濕度的控制更不理想。植株附近濕度太高，尤其在灌溉作業後更為嚴重。
以正壓風扇進行通風空氣之分配，其改善效果不佳。在接近通風器附近風壓
最大，在第二個空氣分配管路即造成不均勻，因此通風器送出的空氣溫度與溫室內溫度水平分佈有嚴重差異。
　　Wageningen大學研究人員提出的解決之道是增加植床的風阻。此研究人員建議在植床上鋪蓋一層布，再將蘭株容器放在植床之上。但是為了使得通風器之空氣有足夠風壓可以向上，通風器的壓差需要增大，因此需要更多電力，更多成本。
　　為了降低溫室內相對濕度，提出兩個方法。第一恢復使用天窗，使得冷空氣流入。第二以低於露點的冷水流入通風器（LBK’s），使得高濕空氣先凝結。但是上述兩個方法的除濕能力仍然太低。將冷水溫度降得更低或是以機械通風方式吸入外界氣，或許是更好的除濕技術。

（後記）
　　荷蘭Wageningen大學對於蝴蝶蘭的栽培研究自2004年開始。第一篇完整報告「CO2 and Phalaenopsis」於2008年出版，研究報告編號191，共26頁。研究人員為Th. A. Dueck與E. Meinen。
　　此篇報告以二氧化碳固定率之量測為研究起點，用以探討此蘭花作物之生理與影響因子。此篇研究之結果支配了後來Wageningen大學的相關研究。此篇研究之結果與國際期刊中美國、比利時、日本等學者均不相同。反而與台灣研究者（Kuo與Lee，2006）之結果相同。
　　為何此篇研究報告出現嚴重偏差，基本上有兩個原因，1.使用的二氧化碳量測方法，在二氧化碳濃度與相對濕度的量測準確性與取樣時間間隔出現錯誤，無法呈現正確的二氧化碳固定率曲線。2.環境設定之光週期為6/6小時，光週期太短根本無法呈現蝴蝶蘭生理的真正情況。
雖然Wageningen大學對蝴蝶蘭生理研究出現偏差，但是自Anthura公司的Althurinfo刊物，Floricultural公司的Cultural Guide與News，則顯現此兩家公司在基礎研究與技術應用之高水準演出。
至於台灣，台灣生機領域在蝴蝶蘭的二氧化碳吸收率量測技術與影響因子研究已進行十餘年，留待後人比較評估兩國大學研究者技術水準之差異。

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